JP3096714B2 - スリーバー疵の少ないAl含有ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents

スリーバー疵の少ないAl含有ステンレス鋼の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スリーバー疵の少
ないAl含有ステンレス鋼の製造方法に関し、特に製造
工程において用いるスラグ組成を調整することにより、
圧延時にスリーバー疵のない、或いは少ないAl含有ス
テンレス鋼を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼の製造においては、製造の
効率化の関係で連続鋳造法を採用することが一般的であ
るが、その連続鋳造時にタンディシュ又はモールド内で
凝集、粗大化しやすいスピネル(Al2 3 ・MgO)
系介在物がスラブ表面の研磨ではすべてが除去されるこ
とがないため、圧延時にふくれ欠陥やスリーバー疵が発
生する。そこで、スピネル組成の介在物を回避するため
の手段が種々提案されている。例えば、特開昭56−1
56711号公報では、Al/Ca合金を添加すること
により、アルミナ(Al2 3 )系介在物を低融点のC
aO−Al2 3 系介在物の球状介在物に変化させ、凝
集肥大化を容易にし、浮上を促進している。しかし、こ
の方法でも凝集肥大化した介在物がスラブ表層にトラッ
プされて、それによりスリーバ疵になる問題がある。
【0003】また、特開昭58−16018号公報で
は、真空酸素脱炭法処理中にAlを添加した後、次いで
溶鋼中を上方より浸漬させたランスからアルゴンガスに
より減圧下で攪拌させることによって、アルミナ系介在
物をCaO−Al2 3 系介在物の形の低融点介在物に
変化させて、介在物の無害化を図る方法が提案されてい
る。ところが、この方法は真空酸素脱炭法における精錬
時間の延長、温度低下による昇温コストのアップなどの
問題がある。また、特開平1−92311号公報では、
取鍋の内張りにSiO2 の少ない耐火物を使い、耐火物
中の酸素源を無くし、アルミナ系介在物の生成を減らす
ようにしている。しかし、耐火物中のSiO2 分を減ら
すことにより耐熱耐衝撃性の低下やコストの増加の問題
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記したAl含有ステ
ンレス鋼の製造において、前記したスピネル系介在物
は、凝集し易く、連続鋳造機のモールド内で粗大化した
り、ノズルに付着した後に剥離した物がスラグの内部に
付着し、それがスラブに付着し、圧延時にふくれ欠陥、
スリーバー疵を発生させる。本発明は、前記したスリー
バー疵の発生の原因を解明し、それとともにそれを解消
させる手段を開発したものである。本発明は、前記した
欠点を有する従来の方法によらず、スリーバー疵の原因
になり易いスピネル系介在物を、そのような原因となら
ないような介在物に変えることによりスリーバー疵のな
い、もしくは少ないAl含有ステンレス鋼を製造しよう
とすることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、スリーバ
ー疵の原因になり易いスピネル系介在物を、そのような
原因とならないような介在物に変えることの手段を種々
研究した結果、到達したものである。本発明は、前記の
スピネル系介在物について、それから導かれる介在物で
あって、凝集しないようなものを多数の実験により検討
したところ、マグネシア系介在物とすると、そのような
性質を有することを見いだすことによりなされたもので
ある。
【0006】すなわち、本発明は、下記の手段により前
記の目的を達成した。 (1)Al含有ステンレス鋼を真空酸素脱炭法の仕上げ
期において、CaO:40〜50wt%、SiO2 :1
0wt%以下、Al2 3 :20〜30wt%、Mg
O:5〜10wt%、CaO/SiO2 (C/S):
4.0以上の組成をもつスラグを用いて精錬を行い、C
r:12wt%以上、Al:0.005〜4.0wt%
の組成を有するステンレス鋼を製造することを特徴とす
るスリーバー疵の少ないAl含有ステンレス鋼の製造方
法。 (2)前記スラグとしてSiO2 の含有量が7wt%以
下である組成を有するものを用いることを特徴とする前
記(1)項記載のスリーバー疵の少ないAl含有ステン
レス鋼の製造方法。
【0007】以下において、本発明におけるAl含有ス
テンレス鋼の製造方法について詳しく説明する。一般の
Al含有ステンレス鋼の製造方法は、電気炉で原料を溶
解し、アルゴン酸素脱炭法で粗脱炭を行い、次に真空酸
素脱炭法で脱炭、脱硫、脱酸を行い、取鍋温度成分調整
設備で温度調整を行い、連鋳法で鋳造を行うという工程
からなっている。この連鋳法で得た板を圧延することに
より板を製造するさいに、スリーバー疵を発生させる原
因となる介在物は、これらの工程の中で発生しており、
これらの工程の条件によって介在物の量や性状が変わっ
てくる。本発明者は、その工程の中で発生する介在物の
組成を、真空酸素脱炭法の仕上げ期のスラグ中の酸素ポ
テンシャルを下げることにより、溶鋼中の酸素ポテンシ
ャルを低下させ、ノズルに付着しにくく、凝集しにくい
性質のマグネシアを含有するものになるように、介在物
組成を制御すればよい、と考えた。そのために、真空酸
素脱炭法で脱炭を行い、除滓後に前記した低SiO2
スラグを添加し、目標成分となるようにAlを溶鋼を添
加することにより、前記した組成のAl含有ステンレス
鋼を製造する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において、真空酸素脱炭法
の仕上げ期におけるスラグについてその組成を前記した
ように限定した理由について説明する。前記スラグ中の
SiO2 量は、本発明において非常に重要な要件であ
る。本発明では、SiO2 量を10wt%以下にするこ
とにより、溶鋼中の酸素ポテンシャルを低下させ、下記
に示す反応により、スピネル系の介在物をマグネシア
系介在物に組成を変化させることができる。SiO2
を7wt%以下にすることがより好ましい。 2Al2 3 /MgO(介在物)→2MgO(介在物)+4Al+3O2 … CaOは、高融点酸化物のため、その含有量は50wt
%を超えると、スラグの流動性が低下し、溶鋼との反応
速度が低下する。一方、CaOは溶鋼中の酸素ポテンシ
ャルを低下させる働きがあるため、CaOが40wt%
以下では、介在物がスピネル系のものになりやすい。
【0009】Al2 3 が30wt%以上ではスラグ中
のAl2 3 の活量が高くなり、下記に示す反応によ
りマグネシア系介在物をスピネル系介在物に変化させ
る。 2MgO(介在物)+4Al+3O2 →2Al2 3 /MgO(介在物)… また、20wt%以下では鋼中のAlの歩留りを悪くす
る。MgOは介在物をマグネシア系にするには有利に働
く成分であるが、CaOと同様に高融点酸化物であるた
め、10wt%を超えるとスラグの流動性が低下し、溶
鋼との反応速度が低下する。また5wt%以下では溶鋼
中のMgの活量が小さくなり、アルミナ系介在物にな
る。
【0010】次に、溶鋼中のAl及びCr含有量の限定
理由について説明する。Alは、Nと結合してAlNを
形成し、母相中のNを低減して靭性及び強度を高めるだ
けでなく、脱酸剤としても重要である。しかし、含有量
が0.005wt%未満では、その効果が得られず、一
方4.0wt%を超えると、製品のリジング性を劣化さ
せる。Al濃度が低いほど介在物の組成中のAl濃度が
下がるが、前記した理由によりその含有量の範囲を0.
005〜4.0wt%とした。リジング性の劣化の点か
らいうと、その含有量の範囲は0.005〜0.5wt
%であり、好ましくは0.01〜0.2wt%、より好
ましくは0.05〜0.15wt%である。Crは、一
般に不動態を形成して不銹性を持つ鋼にするのに必要な
含有量である12wt%であり、好ましくは12〜30
wt%である。本発明によれば、Al含有ステンレス鋼
として、フェライト系ステンレス鋼或いはオーステナイ
ト系ステンレス鋼のいずれのものも製造することができ
る。
【0011】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこれらの実施例によって限定され
るものではない。 実施例1 表1に示す成分を有するフェライト系ステンレス鋼、オ
ーステナイト系ステンレス鋼をそれぞれ、表2に示す成
分のスラグを用いて真空酸素脱炭法における仕上げ製錬
を行い、その後、連続鋳造機により鋳造を行い、熱間圧
延及びそれに続く冷間圧延により、厚さ0.6mmの製
品板とした。この連続鋳造工程における、ノズル内壁付
着物の厚み、製品板のスリーバー発生の有無及び主な介
在物組成を本発明の試料No.1〜7と、比較例である
試料No.8〜16につき、それぞれ表2に示す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】前記の結果によれば、表2に示すとおり、
試料No.1〜7の本発明例のものでは、そこで生成す
る介在物がすべてマグネシア系の介在物組成となり、製
品板はすべて品質が良好であった。これに対して、試料
No.8〜16の比較例のものは、いずれもノズル内付
着物があり、製品板にはスリーバー疵が発生した。ま
た、試料No.8〜9の比較例のものは、靭性又はリジ
ング性が不良であった。この実験結果について、図で示
すと、図1に示すとおりであり、この図1では縦軸がス
ラグ中のSiO2 濃度(wt%)を表わし、横軸が鋼中
のAl濃度(wt%)を示す。図1において、鋼中のA
l濃度(wt%)が0.15wt%以下で、スラグ中の
SiO2 濃度(wt%)が10wt%以下である範囲、
すなわち斜線を引いた範囲がより好ましい範囲である。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、Al含有ステンレス鋼
を前記したSiO2 含有量の少ないスラグを用いること
により、その製造工程中に発生するスリーバー疵の形成
の原因となるスピネル系介在物をマグネシア系介在物に
変えることができるため、スリーバー疵のない、あるい
は極めて少ない製品を得ることができる。さらには、ふ
くれ欠陥のない製品を得ることができる。また、Al含
有ステンレス鋼を格別の設備投資もなく、現存する設備
を用いて安価に製造することができ、製品の歩留りも向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】スラグを用いるAl含有ステンレス鋼の製造に
おける、スラグ中のSiO2 濃度(wt%)と鋼中のA
l濃度(wt%)との関係におけるスリーバー疵の発生
の有無を表した図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 建次 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日本冶金工業株式会社 研究開発本部 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平5−339620(JP,A) 特開 昭53−92320(JP,A) 特開 平3−107411(JP,A) 特開 平4−88112(JP,A) 特開 平2−179812(JP,A) 特開 昭63−262411(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/00,7/04 C21C 7/076,7/10 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al含有ステンレス鋼を真空酸素脱炭法
    の仕上げ期において、CaO:40〜50wt%、Si
    2 :10wt%以下、Al2 3 :20〜30wt
    %、MgO:5〜10wt%、重量比でCaO/SiO
    2 :4.0以上の組成をもつスラグを用いて精錬を行
    い、Cr:12wt%以上、Al:0.005〜4.0
    wt%の組成を有するステンレス鋼を製造することを特
    徴とするスリーバー疵の少ないAl含有ステンレス鋼の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 前記スラグとしてSiO2 の含有量が7
    wt%以下である組成を有するものを用いることを特徴
    とする請求項1記載のスリーバー疵の少ないAl含有ス
    テンレス鋼の製造方法。
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JP5436239B2 (ja) * 2010-01-21 2014-03-05 株式会社神戸製鋼所 フッ素を使用しない2次精錬方法
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